电力系统配电网自动化实现技术研究

2023-01-06顾钰

通信电源技术 2022年17期

顾钰

（国网江苏省电力有限公司如东县供电分公司，江苏南通 226400）

0 引言

目前，自动化、智能化及现代化已成为配电网络发展的主要方向，其能够实现自动化作业，改变传统人工作业的模式。从配电网系统的架构来看，变电站、配电网及电网调度等均在朝着自动化、信息化及智能化的方向发展。相较于传统的电力系统，这种创新式电力系统能够借助采集、分类整合及分相处理的方式来对相关数据信息进行精细化管理。随着社会经济的迅速发展，人们对电力的需求量也在不断增加。从电力资源的实际应用情况来看，存在诸多应用不合理、不规范等问题，能源未实现合理有效的配置。基于配电自动化技术的应用，分析配变电相关数据信息，进而作出运行决策，以此确保配电自动化系统能够正常运行。

1 配电网络自动化中存在的问题

在配电网自动化技术的应用中，要考虑到电力供应的问题。电力配电网停电将严重影响到整个地区的正常供电，相关的配电网自动化技术功能较单一[1]。配网自动化运行中会产生信息不对称等问题，从而对自动控制技术的使用造成很大影响。此外，在技术设备更新换代时，往往会将老的设备与新的设备相结合，这会对电网的正常运行造成影响。

由于配电网络已经从传统的配电方式变成了基于科学技术加持的自动化配电方式，整个配电系统的运作形式发生了极大的转变，但在电力管理理念方面没有做到及时转变，导致配电网自动化技术应用效果不佳。

2 配电网络自动化适用范围与原则

随着城乡电网改造的深入，配电网的规模和线路长度都在不断扩大，其自动化程度也相应提高。限时保护模式使用电流梯形和时间梯形，使得上下保护之间的协作更加容易、协调。

配电网自动化建设最根本的要求就是要具备一个完整的多路供电网络，这与城镇建设、配电网规划、设备选型有关。配电系统的自动化施工应分期、分阶段进行。首先变电所的出线采用自动合闸，在线路上设置多套自动断路器，并设置一个电压控制系统；其次是在原有的基础上增加通信和控制装置，各个分支的自动断路器由各供电站控制，并进行负载分配；最后将各个节点的数据传输给配电管理中心，以微机控制的方式来处理相关数据信息，从而凸显配电网自动化应用的价值与意义。

合分运行和暂态失效时往往会出现自动重合现象，造成开关动作频繁，最终导致配电网自动化应用稳定性与可靠性降低。此外，自动配电网断路器存在合闸延迟的现象，其最终合闸所需的时间远远超过故障判定的时间，从而影响了供电的连续性。自动开关没有计数的功能，仅依靠一次开关的时间来判断电流控制的方式，电流控制方式所使用的装置比电压控制方式的装置简单、高效[2]。

3 电力系统配电网络自动化实现

积极完成配电网的建设和改造工作，并构建更加完善的硬件支撑系统，从而确保自我诊断能力能够得到进一步提高，以此来缩短配电网的故障处理时间。配电网的网络架构如图1所示。

图1 配电网的网络架构

为了适应我国社会和经济的发展，满足不同用户群体在电力供应方面的需求，加快配电网建设和改造已成为我国电力行业发展的一个重大课题。在电力系统配网建设和改造时，需明确建设与改造工作事项，细化电力系统配网建设与改造，使整个电网最优化，满足用户高质量用电。

基于电力系统自动化技术的应用，在原有电力设施的基础上不断优化电力硬件与管理维修系统。针对目前配电网络工作中存在的一些问题，提出实现配电网络自动化、智能化的目标，并进行数据的自动分析，从而确定电网数据采集区内的线路故障[3]。除此之外，建立一个健全的网络管理体系，借助管理维修系统进行配电网修复，保证配电网络中出现的各种问题能够在最短的时间内得到有效解决。

为了推动配电自动化技术在电网中的广泛应用和发展，需要对其进行自我诊断。在电力系统的配电自动化中，要通过计算机技术和通信技术将被测量的电力参数传输到电网中，以达到自动控制的目的。对整个配电网自动化设备进行故障测定与质量安全评估，积极采取相应的对策，以最大限度降低电力系统配网工作对电力供应造成的影响。

配电网络以变电站、馈线、开关、变压器以及负载的分层分布为准，区域内包含有独立的馈线子网，一个馈线子网就代表了一个变电站，而每一馈线子网都包含一个单独的节点。各节点隶属于一个管理节点，由联络节点负责联络管理。一般情况下，在不同变电站的节点中很难实现通信，通常在同一种馈线的节点中才能进行通信。网络管理节点位于馈线子网的第一个子站，其能够记录馈线子网中的节点信息，促进网络实现有效扩展。

从理论上讲，在网络体系中，每一个节点都可以和网络中的其他节点进行通信。在自动分配系统中，每个节点都要与其自身在馈线中的一个管理节点相对应，并与管理节点进行通信。当一个节点无法与其管理节点进行通信时，网络能够自动进行节点自检，从中检测出节点的形态为丢失。在此过程中，系统能够通过改变中继的方式，交由管理节点进行丢失节点的查找。在无法查找到的情况下，向馈线子网中的联系节点汇报，从而实现漫游请求。该管理节点重新登记，并注册新漫游节点，在完成注册与登记后会自动通知配置中心，其再将相关信息传送至变电站中，使相关节点能够在网络上进行网络漫游。

中继节点设置了转发和接收信息的功能，既可以作为普通节点，也可以进行信息转发和接收。在NDLC中继节点的设计中，防止出现信息传输失真的现象。如果在一个完整的网络中出现任意两个节点进行通信，那么代表在网络中任何节点都能实现互相通信，在此前提下采用自动设定转接技术能够解决通信距离的问题。

随着大功率电力电子开关装置的普及，电力工作者愈发重视电能质量问题，电能质量提高已经成为电力领域重点研究的问题[4]。采用高速数字信号处理器（Digital Signal Processor，DSP）既能提高系统的灵活性、稳定性和可靠性，又能使系统不受温度等因素的影响[5]。馈线自动化以通信为基础实现电力系统全局数据的监控和采集，具有较好的实际应用效果。以地理信息系统来保证配电网络设备管理的实现，同时将数据采集与监视控制（Supervisory Control And Data Acquisition，SCADA）与地理信息系统结合起来，在实际工作中实现配电网自动化技术的有效应用。